中國(guó)粉體網(wǎng)訊  近日，邢臺(tái)市委書(shū)記楊猛親自率領(lǐng)代表團(tuán)前往古都西安,，對(duì)埃普諾新能源科技集團(tuán)有限公司進(jìn)行了深入考察訪問(wèn),。楊猛書(shū)記出席市高新區(qū)與埃普諾集團(tuán)隆重舉行的新能源電池硅碳負(fù)極材料項(xiàng)目簽約儀式，此次簽約項(xiàng)目總投資高達(dá)24億元人民幣,，旨在建設(shè)一條年產(chǎn)6萬(wàn)噸硅碳負(fù)極材料的生產(chǎn)線,。

埃普諾集團(tuán)成立于2021年，是國(guó)內(nèi)一家專注于硅碳負(fù)極材料研發(fā),、生產(chǎn)與銷售的高科技新型技術(shù)集團(tuán)企業(yè),。公司專注于新能源鋰離子硅碳負(fù)極材料研發(fā)、生產(chǎn),、銷售,，目前公司已通過(guò)材料ISO三體系認(rèn)證，部分硅碳產(chǎn)品已通過(guò)CNAS檢測(cè)認(rèn)證,。目前擁有國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的負(fù)極材料生產(chǎn)技術(shù),，獲得自主研發(fā)授權(quán)專利30余項(xiàng)、發(fā)明專利50余項(xiàng),，國(guó)際專利1項(xiàng),。

埃普諾采用“結(jié)構(gòu)—界面一體化”技術(shù)，多尺度協(xié)同解決硅材料的體積面積膨脹,、導(dǎo)電性差及界面不穩(wěn)定性難題,，其技術(shù)壁壘高、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),。基于“結(jié)構(gòu)—界面一體化”技術(shù),，生產(chǎn)的硅碳負(fù)極產(chǎn)品具有原材料豐富工藝環(huán)保、比容量高和穩(wěn)定性好等特點(diǎn),，為300Wh/kg及以上高能量密度鋰離子電池提供材料方案,，極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。

近年來(lái)，硅基材料因諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料,。首先,，硅具有約為4200ｍAh/g的超高質(zhì)量比容量，大約是石墨的十倍,。其次,，硅負(fù)極的放電電位平臺(tái)相對(duì)較低，在與正極配對(duì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的工作電壓,，從而在整個(gè)電池中產(chǎn)生較高的能量密度,。第三，地殼中的硅元素含量很高,，生態(tài)友好,，同時(shí)硅還具有良好的環(huán)境相容性、低毒性和相對(duì)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),，這些都使硅成為商業(yè)石墨負(fù)極最有希望的替代品之一,。

然而，在鋰離子電池充放電過(guò)程中,，硅的體積變化會(huì)導(dǎo)致活性材料脫落和固體電解質(zhì)界面膜的持續(xù)破裂,，從而導(dǎo)致電池循環(huán)壽命短和快速的容量衰減。而碳復(fù)合可以彌補(bǔ)這一缺陷,。碳材料具有相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),、循環(huán)時(shí)有限的體積膨脹、優(yōu)異的導(dǎo)電性,、機(jī)械柔性,、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，不僅充當(dāng)緩沖殼以減輕體積變化,，而且降低了硅與集流體之間的接觸電阻,。

硅碳負(fù)極研究進(jìn)展

（1）硅/石墨復(fù)合材料

利用化學(xué)氣相沉積法或者機(jī)械球磨的方式可以制備硅/石墨復(fù)合材料。雖然化學(xué)氣相沉積法制備的樣品更均勻,、更規(guī)律,，但成本相對(duì)較高。機(jī)械球磨等物理方法在規(guī)�,；�和生產(chǎn)成本上更具優(yōu)勢(shì),。采用硼摻雜的微結(jié)構(gòu)硅和石墨復(fù)合，表現(xiàn)出了高的容量和保持率,。目前,，在硅碳材料的生產(chǎn)中，硅添加的比例為1%-5%左右,。由于石墨價(jià)格低廉,，以石墨作為主要復(fù)合成分的硅/石墨復(fù)合材料成為生產(chǎn)中的首選,。

（2）硅/碳納米管復(fù)合材料

在幾種著名的碳材料中，碳納米管的導(dǎo)電性極佳,，物理穩(wěn)定性好,，作為添加劑用于改善硅基材料的電化學(xué)性能引人注目。研究表明,，納米硅顆粒沿著碳納米管均勻分布后可以優(yōu)化硅的電化學(xué)性能,。將10nm的硅沉積在直徑為5nm的碳納米管上，得到的復(fù)合材料容量高達(dá)3000mAh/g（充放電速率為1.3C）,。研究發(fā)現(xiàn),，碳納米管可以緩解硅的體積膨脹現(xiàn)象,，并沿著軸向?yàn)殡姾蓚鬟f提供連續(xù)的路徑,，改善復(fù)合材料的電子電導(dǎo)率和電化學(xué)性能。

（3）硅/石墨烯復(fù)合材料

石墨烯柔韌性好,、比表面積大,、電子電荷導(dǎo)電率高，是包覆納米硅顆粒的理想材料,。將納米硅顆粒,、蔗糖和氧化石墨烯混合物進(jìn)行冷凍干燥，然后經(jīng)過(guò)熱處理,，制備出碳化硅/石墨烯復(fù)合材料,。該方法在實(shí)現(xiàn)納米硅顆粒的碳包覆的同時(shí)，也解決了石墨烯基片在復(fù)合材料的分散不好的問(wèn)題,。該復(fù)合材料在500mAh/g的電流密度下,，首次充放庫(kù)侖效率為83.7%，100個(gè)循環(huán)后比容量依然高達(dá)1410mAh/g,，容量保持率為67%,。

參考來(lái)源：

邢臺(tái)發(fā)布公眾號(hào)

高嘉祺等，硅碳負(fù)極材料的維度設(shè)計(jì),、制備及在鋰離子電池中的應(yīng)用

張成鵬等,，鋰電池硅碳負(fù)極材料的研究進(jìn)展

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